1、疊加定理
疊加定理是線性電路的一個(gè)重要定理。不論是進(jìn)行電路分析還是推導(dǎo)電路中其它電路定理,它都起著十分重要的作用。
疊加定理內(nèi)容為:在線性電路中,任一電壓或電流都是電路中各個(gè)獨(dú)立電源單獨(dú)作用時(shí),在該支路處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。
疊加定理是線性電路具有的重要性質(zhì),利用疊加定理進(jìn)行電路分析時(shí),必須注意如下幾個(gè)方面的問題。
1)各個(gè)電源分別單獨(dú)作用是指獨(dú)立電源,而不包括受控源,在用疊加定理分析電路時(shí),獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時(shí),受控源一直在每個(gè)分解電路中存在;
2)獨(dú)立電流源不作用,在電流源處相當(dāng)于開路;獨(dú)立電壓源不作用,在電壓源處相當(dāng)于短路。
3)線性電路中電流和電壓一次性函數(shù)可以疊加,但由于功率不是電壓或電流的一次性函數(shù),所以功率不能采用疊加定理。
4)疊加定理使用時(shí),各分電路中的電壓和電流的參考方向可以取為與原電路中的相同。取疊加時(shí),應(yīng)注意各分量前的“+”、“–”符號。
2、齊性定理
齊性定理:如果線性電路的所有激勵(lì)同時(shí)增加或縮小實(shí)常數(shù)k倍,則電路中的所有響應(yīng)也同樣增加或縮小實(shí)常數(shù)k倍。
如電阻元件r,外加電壓u與流過它的電流i滿足歐姆定理,u=ri,如果電阻外加電壓u增大k倍,則流過它的電流同樣增大k倍,即ku=rki。
齊性定理特別適應(yīng)于分析梯形電路。分析梯形電路一般從電路離電源最遠(yuǎn)處開始,這種分析方法叫倒退法。
3、替代定理
替代定理具有廣泛的應(yīng)用,其內(nèi)容如下:給定一個(gè)線性電路,其中第k條支路的支路電壓和支路電流為已知,那么此支路就可用一個(gè)電壓等于的電壓源,或一個(gè)電流等于的電流源替代,替代后電路中全部電壓和電流將保持原值。
替代定理的證明主要利用電路的kvl和kcl以及元件本身的約束關(guān)系。本書中替代定理主要用來證明下節(jié)介紹的戴維寧定理和諾頓定理。
4、含源網(wǎng)絡(luò)、開路電壓和等效電阻
1)含源網(wǎng)絡(luò):含獨(dú)立電源,線性電阻和受控源的一端口。
2)開路電壓uoc:外電路斷開后,含源一端口網(wǎng)絡(luò)ns的端口電壓,如圖1(a)所示。
(a)(b)
圖1含源一端口網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和等效電阻
3)等效電阻req:把含源一端口網(wǎng)絡(luò)ns變?yōu)闊o源一端口網(wǎng)絡(luò)n0(即令ns所有的獨(dú)立電源不作用,電壓源處為短路,電流源處為開路)時(shí),無源一端口網(wǎng)絡(luò)n0的等效電阻,如圖1(b)所示。